面對地球生態環境日益惡化、資源日益短缺的現實，當今世界各國政府采取了很多政策和措施，大力扶持和發展節能環保產業。 太陽能LED 路燈是太陽能開發利用和照明領域節能技術的綜合應用，具有環保節能的雙重優勢。 據統計，照明消耗約占整個電力消耗的20% 左右，降低照明用電是節省能源的重要途徑。 太陽能具有清潔環保和可再生的特點，而LED 照明是當前世界上最先進的照明技術，是繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈之后的第四代光源，具有結構簡單、效率高、重量輕、安全性能好、無污染、免維護和壽命長、可控性能強等特征，被認為是照明領域節電降能耗的最佳實現途徑。 有統計數據顯示，僅LED 路燈節能一項，每年就能為中國節省約一座三峽大壩所發的電力。 正是由于LED 照明燈具所具有的節能、環保優勢，近年來，其全球產值年增長率保持在20% 以上，中國也先后啟動了綠色照明工程、半導體照明工程、"十城萬盞"計劃等推進該產業發展。

　　本文設計的太陽能LED 路燈控制器，先對太陽能電池輸出和蓄電池電量等參數進行檢測確定系統工作狀態，利用最大功率點跟蹤MPPT 算法實現電能的最大化收集，在電能的儲備完成后，利用PWM 技術調節LED 的亮度以進一步節能，從而實現了整個系統的自動控制和智能能量管理，更有利于太陽能路燈的應用推廣。

　　1 太陽能LED 路燈系統簡介

　　1. 1 太陽能LED 路燈系統的組成

　　太陽能路燈系統由以下幾個部分組成：太陽能電池板、LED 燈具（ 含LED光源、燈桿及燈具外殼） 、控制器、蓄電池組，如圖1 所示。

圖1 太陽能路燈系統

　　1. 2 太陽能LED 路燈系統的基本原理

　　利用光生伏特效應原理制成的太陽能電池板白天接收太陽輻射能并轉化為電能輸出，經過充放電控制器儲存在蓄電池中；夜晚當照度逐漸降低，充放電控制器檢測到這一變化，蓄電池開始對LED 路燈放電。 蓄電池放電約10 h后，充放電控制器動作，蓄電池放電結束。

　　根據海南三亞的日照特征和城市道路照明設計標準，本系統選用組件參數如下： LED 路燈1 組（ 32 W, 24 V,1 . 4 A; LED 1 W 光源；4 組并聯，每組8 個串聯） ; 太陽能電池板2 塊（ 每組額定輸出電壓18 V,工作電流為5. 6 A,開路電壓為21. 2 V,短路電流為6. 1 A,峰值功率為80 W） ; 蓄電池（ 12 V,200 Ah; 過充電壓14. 8 V,浮充電壓12. 3 V,過放電壓10. 8 V） .

　　2 硬件設計

　　雖然太陽能LED 路燈控制器在整個系統中是價值最小的部份，但是它卻是整個系統的核心控制部分。

　　一個設計先進的控制器，除了完成最基本的充放電控制功能外，還能控制太陽能電池方陣盡可能吸收太陽能，提高效率； 能防止蓄電池過充電及深度放電，延長蓄電池的使用壽命； 能根據環境，調節LED 光源的亮度，特別是在后半夜還能實現半功率點亮負載，從而盡可能節能等。 由于光伏電池板的輸出電力有很大的不確定因素、蓄電池的充放電特性非線性，另外兩者受環境影響較大，因此設計一個性能良好的充電放電控制器對系統性能有很大影響。 本文是對控制器設計的一個有益的探索。

　　本文設計的控制器是采用STC12C5410AD 單片機作為主控器件，該器件內置4 路PWM 通道，8路10 位ADC 通道，工作頻率高達35 MHz,指令兼容51 單片機但速度快8 ~ 12 倍，非常適合本設計要求。 由于兩組太陽能電池采用串聯連接，輸出電壓為36 V,蓄電池電壓為12 V,LED 路燈工作電壓為24 V,因此充電電路采用DC /DC 降壓變換電路（Buck） ,放電電路采用DC /DC 升壓變換電路（Boost） ,通過軟件實現充放電的控制策略，從而最終達到提高效率、節能的目的（ 如圖2 所示）。本文重點論述充放電電路及其控制策略。

圖2 基于SIC 的太陽能LED 路燈控制系統框圖